Influence de la dimension fractale sur les caractéristiques mécaniques des matériaux
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Date
2011-07-10
Authors
Journal Title
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Publisher
Université Mouloud Mammeri
Abstract
Les matériaux granulaires demeurent à l’heure actuelle essentiels à la réalisation des ouvrages de
Génie-Civil. Afin de mieux comprendre leurs comportements, il est nécessaire de les étudier et de
s’intéresser aux facteurs influençant leurs caractéristiques.
Par ailleurs, pour déterminer la dimension d’un grain, on associe la forme de celui-ci à celle d’une
sphère équivalente. La dimension d’un grain est alors mesurée par un diamètre équivalent, ce qui ne
suffit pas pour décrire le comportement du matériau constitué de grains de forme irrégulière. Pour
appréhender ces effets, une nouvelle technique a été développée par le fondateur Mandelbrot (1979)
qui est la géométrie fractale, pour décrire des figures géométriques d’une structure irrégulière et
complexe. Afin d’éclaircir la notion que l’on vient d’aborder, on caractérise la forme du grain à l’aide
de la dimension fractale (Df), qui est un nombre de mesure du degré d’irrégularité ou de la
fragmentation d’un grain.
L’objectif de ce travail est de montrer que la dimension fractale est un paramètre très influant sur les
caractéristiques mécaniques et physiques à savoir (τ, σ, Ep, e, γd) des matériaux granulaires.
Afin d’atteindre cet objectif, des essais mécaniques ont été réalisés : l’essai de cisaillement direct à la
boite de casagrande, l’essai oédometrique et l’essai de compactage sur le matériau calcaire. La
dimension fractale a été calculée pour les différents grains constituant les échantillons avant et après
chaque essai tout en étudiant son évolution après écrasement, avec l’utilisation de deux méthodes
différentes qui sont (area-périmètre et lignes parallèles) discutées par (Hyslip et Vallejo, 1997), en
faisant varier les contraintes du chargement appliqué.
En outre, les résultats obtenus à partir de ces expériences, confirment que la dimension fractale a une
incidence dans la mesure des caractéristiques des matériaux granulaires.
Mots clés : Dimension fractale, écrasement, résistance, grain, corrélation, calcaire.
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Description
143 f.:ill.;30 cm.(+CD-ROM)
Keywords
Dimension fractale, Matériaux : caractéristique : influence
Citation
Géotechnique et Environnement